اصلاح غشای نانوفیلتراسیون بر پایه پلی وینیلیدن فلوراید با استفاده از نانوذره ترکیبی TiO۲/PVA

امروزه به دلیل افزایش سریع جمعیت جهان و به دنبال آن افزایش نیاز به آب آشامیدنی و در عین حال کاهش ذخایر آب شیرین به علل مختلفی از جمله ازدیاد برداشت، آلودگی منابع آب شیرین، تغییرات آب و هوایی و ...، تامین آب شیرین و بهداشتی از دغدغه های اصلی جوامع مختلف به شمار میرود. به همین دلیل روش های تصفیه آب از اهمیت زیادی برخوردار شده اند. در طی سالیان گذشته استفاده از فناوری نانو در بخش تصفیه آب بسیار مورد توجه قرار گرفته است و استفاده از آن در تصفیه آب و فاضلاب و همچنین نمک زدائی از آب باعث کاهش هزینه های عملیاتی شده است. از مهمترین کاربرد های فناوری نانو در تصفیه آب استفاده از آن در غشاء و فرآیند های غشائی است. در این پژوهش غشاهای نانو فیلتراسیون مورد نیاز با استفاده از پلی وینیلیدن فلوراید به عنوان پلیمر پایه غشا، پلی وینیل پیرولیدن به عنوان حفره ساز و دی متیل استامید به عنوان حلال با استفاده از روش تغییر فاز ساخته شده اند. برای اصلاح غشای پایه از نانوذرات ترکیبی تیتانیا/پلی وینیل الکل و روش لایه نشانی سطحی استفاده شده است. آنالیز طیف سنجی مادون قرمز فوریه، عکس میکروسکوپ الکترونی، پس دهی نمک و شار عبوری، جداسازی فلز سنگین، آزمایش های زاویه تماس آب، خواص ضدگرفتگی و... به منظور بررسی خواص غشاهای ساخته شده مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دادند که پس از اصلاح سطح با افزایش غلظت نانوذره ترکیبی تیتانیا/پلی وینیل الکل، زاویه تماس آب با سطح غشا مرتبا کاهش پیدا کرده است. افزودن نانو ذره ترکیبی باعث افزایش آبدوستی در سطح غشا شد. با توجه به نتایج، شار عبوری از غشاهای اصلاح شده از غشا پایه بیشتر بوده است، هم چنین با افزایش غلظت نانوذره ترکیبی شار عبوری به طور پیوسته کاهش یافت. میزان پس دهی نمک در غشاهای اصلاح شده نیز نسبت به غشا اولیه به صورت کلی افزایش یافت. افزایش غلظت نانوذره ترکیبی تا ۰/۰۶ درصد وزنی باعث بدست آمدن میزان پس دهی ۷۱ درصد شد. هم چنین مقدار نسبت بازیابی شار در غشا اصلاح شده با ۰/۰۶ درصد وزنی از نانوذره ترکیبی، ۹۵/۸ درصد بدست آمد. با توجه به نتایج آزمایشات و عملکرد کلی غشاها، غلظت ۰/۰۶ درصد وزنی نانوذره ترکیبی تیتانیا/پلی وینیل الکل (غشای (M(۵) به عنوان غلظت بهینه نانوذره ترکیبی برای اصلاح سطح غشا پلی وینیلیدن فلوراید به روش لایه نشانی انتخاب گردید.

کلیدواژه ها:

غشا ، نانو فیلتراسیون ، پلی وینیلیدن فلوراید ، پلی وینیل پیرولیدن ، دی متیل استامید ، نانوذره ترکیبی تیتانیا/پلی وینیل الکل ، اصلاح سطحی